Лигатура ванадий ВнАл-50 — алюминиево-ванадиевая лигатура для микролегирования стали
Лигатура ванадий ВнАл-50 — алюминиево-ванадиевая композиция, применяемая для ввода ванадия в сталь и сплавы при производстве высокопрочного проката, рельсовой продукции и труб большого диаметра. Массовая доля ванадия в сплаве составляет 48–52 %, алюминия — остальное. ВнАл-50 относится к группе восстановительных лигатур, получаемых алюминотермическим способом, и поставляется в виде кусковых слитков или дробленого материала с контролируемым гранулометрическим составом.
Химический состав и структура
Основное назначение ВнАл-50 — обеспечение стабильного усвоения ванадия при ковшевой обработке стали. Алюминий в составе лигатуры выполняет функцию раскислителя и теплового компенсатора, что позволяет снизить перепад температур при введении присадки. Содержание примесей ограничено: кремний — не более 1,5 %, железо — до 2,0 %, углерод — до 0,5 %. Фазовый состав представлен интерметаллидами VAl и VAl, что обеспечивает равномерное растворение лигатуры в жидком металле.
Технология применения в сталеплавильном производстве
Лигатура ВнАл-50 вводится в сталеразливочный ковш при выпуске плавки или в процессе доводки на агрегате ковш-печь. Оптимальная крупность кусков — 20–80 мм для ковшевой обработки и 5–25 мм для трайб-аппаратов. Усвоение ванадия при использовании лигатуры достигает 92–96 %, что существенно выше, чем при применении феррованадия в комбинации с алюминием. Температура плавления лигатуры — 1350–1450 C, плотность — 3,8–4,2 г/см.
Влияние на свойства стали
Микролегирование ванадием через ВнАл-50 обеспечивает формирование мелкодисперсных карбонитридов V(C,N), которые препятствуют росту зерна аустенита при нагреве и способствуют дисперсионному упрочнению феррита. Это особенно важно для:
- рельсовой стали с пределом прочности 1180–1280 МПа;
- трубных марок стали класса прочности К60–К65;
- арматурного проката классов А500С и А600С;
- фасонного проката для мостостроения;
- листового проката для судостроения и ветроэнергетики.
Преимущества перед феррованадием
Использование ВнАл-50 позволяет сократить расход алюминия на раскисление на 0,3–0,5 кг/т стали, поскольку алюминий уже входит в состав лигатуры. Кроме того, снижается угар ванадия за счет образования стабильных оксидных соединений в шлаке. Лигатура обеспечивает более равномерное распределение ванадия по объему ковша благодаря меньшей плотности по сравнению с феррованадием и лучшей смачиваемости жидкой сталью.
| Параметр | ВнАл-50 | Феррованадий FeV80 | Ванадиевый концентрат | Метод контроля |
|---|---|---|---|---|
| Массовая доля V, % | 48–52 | 75–82 | 18–22 | Титриметрия |
| Плотность, г/см | 3,8–4,2 | 6,0–6,5 | 2,5–3,0 | Гидростатический |
| Температура плавления, C | 1350–1450 | 1480–1550 | 1650–1700 | Дериватограф |
| Усвоение V в стали, % | 92–96 | 88–93 | 75–85 | Химический анализ |
| Расход Al на раскисление, кг/т | 0,2–0,4 | 0,6–0,9 | 1,0–1,5 | Технологический учет |
Условия поставки и хранения
Лигатура ВнАл-50 поставляется в стальных барабанах или мягких контейнерах МКР массой 500–1000 кг. Дробленая фракция упаковывается в мешки по 25–50 кг. Хранение допускается в закрытых складских помещениях при относительной влажности не более 75 %. Срок хранения не ограничен при соблюдении условий, исключающих контакт с влагой и агрессивными средами. Перед введением в ковш рекомендуется подогрев лигатуры до 80–120 C для удаления поверхностной влаги и предотвращения выбросов металла.
Вопросы и ответы
Чем отличается ВнАл-50 от феррованадия?
ВнАл-50 содержит алюминий в качестве восстановителя и теплового компенсатора, что обеспечивает более высокое усвоение ванадия (92–96 %) и снижает расход алюминия на раскисление. Плотность лигатуры ниже, чем у феррованадия, что улучшает растворение в жидкой стали.
Для каких марок стали применяется ВнАл-50?
Лигатура используется для микролегирования рельсовых сталей, трубных марок класса прочности К60–К65, арматурного проката А500С–А600С, а также низколегированных сталей для мостостроения и судостроения.
Какая оптимальная фракция лигатуры для ковшевой обработки?
Для введения в сталеразливочный ковш применяется фракция 20–80 мм, для трайб-аппаратов — 5–25 мм. Мелкая фракция обеспечивает более быстрое растворение, но требует защиты от уноса шлаком.
Как контролируется качество лигатуры при приемке?
Каждая партия проверяется на содержание ванадия, алюминия и примесей методом титриметрического или атомно-эмиссионного анализа. Дополнительно контролируется гранулометрический состав и отсутствие посторонних включений.
